燃料电池电动汽车碰撞后安全要求
1范围
本文件规定了燃料电池电动汽车碰撞后的特殊安全要求及试验方法。
本文件适用于使用压缩气态氢且车载氢系统标称工作压力不超过70 MPa的M类和N类燃料电池电动汽车。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB11551汽车正面碰撞的乘员保护
GB/T18385—2005电动汽车动力性能试验方法
GB/T19596电动汽车术语
GB20071汽车侧面碰撞的乘员保护
GB20072乘用车后碰撞燃油系统安全要求
GB/T24548燃料电池电动汽车术语
GB/T24549燃料电池电动汽车安全要求
GB26512—2020商用车驾驶室乘员保护
GB/T31498—2021电动汽车碰撞后安全要求
ISO6487道路车辆碰撞试验中的测量技术设备(Road vehicles—Measurement techniques in impact tests—Instrumentation)
3术语和定义
GB/T19596、GB/T24548、GB/T24549界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
主关断阀main shut off valve
[来源：GB/T24549—2020，3.1，有修改]
3.2
封闭空间或半封闭空间enclosed or semi-enclosed spaces
车辆内有可能暴露于储氢气瓶的空间和可能聚集氢气的环境空间、区域，如乘员舱、行李舱、货舱或前舱盖下方的空间。
[来源：GB/T24549—2020，3.4，有修改]
3.3
公称工作压力nominal working pressure；NWP
1
2
在基准温度（15 ℃）下，压缩氢气储存系统内气体压力达到完全稳定时的限充压力。[来源：GB/T 24549—2020，3.5]3.4
压缩氢气储存系统（CHSS）compressed hydrogen storage system；CHSS 由储氢气瓶、安全泄压装置和用于将存储的氢气与燃料系统的其余部分及其环境隔离开的关闭装置
组成的燃料电池车辆存储氢气的装置，示意图见图1。
图1
压缩氢气储存系统示意图
4
测量参数、单位、准确度和分辨率试验测量参数的有关要求见表1。
表1
测量参数、单位、准确度和分辨率的要求
测量参数单位准确度分辨率时间s ±0.10.1温度℃±1.50.1压力MPa ±0.450.01氢气体积浓度%vol ±0.20.01氦气体积浓度
%vol
±0.15
0.01
3
5安全要求5.1总则
5.1.1
M 1、N 1类车辆
M 1、N 1类车辆按6.2.1、6.2.2、6.2.3的规定进行正面碰撞、侧面碰撞和后面碰撞试验，试验后应满足5.2、5.4和5.5的要求。5.1.2
M 2、M 3、N 2、N 3类车辆
5.1.2.1M 2、M 3、N 2、N 3类车辆的CHSS 按照
6.2.4完成滑车试验后应满足5.2.3要求。5.1.2.2M 2、M 3、N 2、N 3类车辆的CHSS 的安装应满足以下要求：
a)CHSS 的主关断装置位于距车辆最前端向后420 mm 的垂直平面之后，并且储氢容器不应位于车
辆最外部；
b)CHSS 的主关断装置位于距车辆两侧车身最外端向内200 mm 的垂直平面之间，并且储氢容器不
应位于车辆最外部。
5.1.2.3M 2、M 3、N 2、N 3类车辆的CHSS 的安装位置不满足5.1.2.2要求时，按照
6.2.5进行试验，试验后车辆应满足5.2.1和5.2.3的要求。5.2碰撞后CHSS 安全要求5.2.1
CHSS 的燃料泄漏限值
按照7.1规定的测试方法，在泄漏测试时间Δt 内，所有储氢气瓶的氢气平均泄漏率的总和不应超过118 NL/min。根据试验时充入储氢气瓶中的介质，分别按照公式（2）或公式（10）来计算Δt 。5.2.2
封闭空间或半封闭空间内浓度限值
封闭空间或半封闭空间内浓度限值应满足以下任一要求：
——按照7.2规定的测试方法，碰撞后的燃料泄漏不应使封闭空间或半封闭空间内的氢气浓度超
过4%（体积浓度），如果使用氦气，则浓度不应超过3％；
——每一个储氢气瓶的主关断阀在碰撞发生后5 s 内关闭，且无泄漏。5.2.3
储氢气瓶固定装置强度要求
试验后储氢气瓶应与车身保持连接，CHSS在碰撞后不能侵入乘员舱内。5.3
防触电保护要求
按照表2规定的方法和要求，检查车辆的燃料电池发动机、电力系统负载、REESS及充电用高压母线。
表2
碰撞后防触电保护要求
试验类型车辆状态可充电储能系统
充电用高压母线
电力系统负载
燃料电池发动机
加氢气碰撞试验
连接
a
A
b
A A A 人为断开
c
A
A
B
d
B
表2碰撞后防触电保护要求（续）
试验类型车辆状态可充电储能系统充电用高压母线电力系统负载燃料电池发动机
加氦气碰撞试验
连接A A A B 人为断开A A B B
a试验在车辆的可充电储能系统（REESS）和燃料电池发动机与电力系统负载连接的情况下进行；
b A表示至少应满足GB/T31498—2021中4.2.2～4.2.5规定的四个条款中的一个；
c人为断开是试验在车辆的可充电储能系统（REESS）、燃料电池发动机与电力系统负载人为断开的情况下进行；
d B表示至少应满足GB/T31498—2021中4.2.4和4.2.5规定的两个条款中的一个。
5.4其他要求
5.4.1电解液泄漏要求
电解液泄漏应满足GB/T31498—2021中4.3的要求。
5.4.2REESS要求
REESS应满足GB/T31498—2021中4.4的要求。
5.4.3氢系统特殊安全要求
碰撞结束后泄漏测试时间Δt内，CHSS、燃料电池发动机不应起火、爆炸。
注：Δt为计算值，根据试验时充入储氢气瓶中的介质，分别按照公式（2）或公式（10）来计算。
6试验程序
6.1试验前车辆准备
6.1.1可外接充电式燃料电池电动汽车按照GB/T18385规定的方法对REESS进行完全充电。
6.1.2不可外接充电燃料电池电动汽车的REESS按正常运行状态准备试验。
6.1.3碰撞后燃料泄漏测试按照
7.1.1进行准备。
6.1.4封闭空间或半封闭空间气体浓度测试按照
7.2进行准备。
6.1.5针对不同的碰撞试验类型，分别按照GB11551、GB20071和GB20072规定的试验方法进行准备。
电动汽车安全性6.1.6滑车试验按照
7.3.1、7.3.2进行准备。
6.2碰撞试验
6.2.1车辆正面碰撞试验形式和试验方法按照GB11551的相关规定进行。
6.2.2车辆侧面碰撞试验形式和试验方法按照GB20071的相关规定进行。
6.2.3车辆后面碰撞试验形式和试验方法按照GB20072的相关规定进行。
6.2.4滑车试验按照
7.3的相关规定进行。
6.2.5车辆侧面冲击试验按照
7.4的相关规定进行。
4
7试验方法
7.1CHSS碰撞后燃料泄漏测试方法
7.1.1CHSS测试准备
制造商应在CHSS上安装符合表1要求的压力和温度测量设备并提供计量证书，试验前检测机构可参考附录A进行核查。
在进行碰撞试验前，应向CHSS中注入压缩氢气或氦气，如果采用氦气，在充气之前要对CHSS进行气体置换。目标充装压力P
t
由公式（1）确定：
=×(273+)/288 (1)
式中：
P
t
——储氢气瓶温度稳定后的目标充装压力，单位为兆帕（MPa）；
P
N
——储氢气瓶的标称工作压力，单位为兆帕（MPa）；
T
e
——储氢气瓶温度稳定后的环境温度，单位为摄氏度（℃）。
在进行碰撞试验前，应将储氢气瓶充装至目标充装压力的95%以上，并使压力稳定。
在碰撞前所有主关断阀及下游氢气管路上关断阀应处于开启状态，使燃料供应处于正常状态。
注：必要时，由厂家提供技术支持，打开阀门，使燃料供应处于正常状态。
7.1.2压力传感器位于储氢气瓶内时燃料泄漏测试（加氢气）
在碰撞发生前和碰撞后的一定时间间隔Δt内，测量储氢气瓶中氢气的压力和温度。
按式（2）计算Δt：
∆=1000
0.21]−1.7 (1)
式中：
Δt——测试时间间隔，单位为分钟（min）；
V C——储氢气瓶的容积，单位为升（L）；
P N——公称工作压力，单位为兆帕（MPa）；
P s——压力传感器的量程，单位为兆帕（MPa）。
若Δt的计算值小于60 min，应将Δt设定为60 min。
储氢气瓶中氢气的初始质量可按式（3）～式（5）计算：
0'=2880273+0 (2)
0'=−0.00270'2+0.750'+1.07 (3)
0=0' (4)
式中：
0'——0等效为基准温度（15 ℃）状态下压力，单位为兆帕（MPa）；
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